常泰长江大桥施工方案10

7.3、索塔的变形监测

随着大型建筑设备的出现，因变形而造成的损失也越来越多，这种变形总是由量变到质变而造成事故的，因而及时对建筑物进行变形观测，随时监视变形的发展变化，在未造成损失之前，及时采取补救措施，并且还可以检验设计的合理性，为提高设计质量提供科学的依据。因此为确保索塔的安全施工，必须对其进行变形监测。

（1）、基础沉降观测

悬索桥主塔墩的基础是小范围的，但承受着巨大荷载，在自重的作用下，塔墩会产生沉陷。当塔墩基础的地质条件不均匀时，将引起不均的沉陷而导致塔身倾斜，所以在主塔施工中，沉陷观测是必不可少的项目。

在索塔柱承台上设置8个监测点，测点布置见图7.3-1。监测点均设置为永久性水准观测点，并在承台附近地基稳定处建立2到3个基准点。观测时选择其中最稳定的一个点作为水准基点如XH01。具体操作如下：沉陷观测时，以XH01为工作基点，将设在承台上的沉陷观测点逐一测定高程，使用S1型水准仪，该仪器每公里往返平均高差中误差≤1mm/km，标尺为3米长铟瓦水准尺。以II 等水准测量实施，执行相应等级的国家规范。以首次观测为基准，进行周期重复观测，每次周期观测都应有两个结果（两次独立观测或往返测），检查合格后取平均高程为该周期观测成果，并且仪器、人员、观测路线固定。根据各周期观测的沉陷观测点高程的变化，可获得各点相对于首期观测的相对沉陷。

首次观测在承台竣工经确认混凝土已凝固时进行，以每十天为一周期，即每隔十天观测一次。以首期观测所得到的各点高程为基准值建立沉陷观测成果表。同时，依沉陷观测点所分布的位置和周期的沉陷量，编制倾斜观测成果表，绘制点位沉陷过程线。

沉陷观测成果整理不涉及复杂计算，使用常用的计算器即可完成计算。

图7.3-1 承台沉降观测点位布置图

（2）、横梁及支架变形监测

在横梁支架上方设置8个监测点，顺桥向两侧每侧4个，每道横梁浇筑前，利用三维坐标法采集原始数据，横梁浇筑过程中实时进行观测，以获取横梁混凝土荷载加载过程中的动态变形数据，确保横梁混凝土浇筑的安全。

在横梁施工前后，由于预应力钢束张拉、横梁自重、支架变形等，会对上、下游塔柱产生内侧的拉力，由此使上、下游塔柱向内侧偏移。在横梁施工前后，在横梁上、下游塔柱内侧处设立索塔变形观测标志，采用TC2003全站仪极坐标法结合钢尺量距法（测量上、下游塔柱相对间距）观测索塔变形，以确定预应力钢束张拉索塔变形量是否与设计塔柱预偏量一致。

（3）、塔身摆动观测

高塔柱在日照、温度和风力等外界条件变化的影响下，会发生扭摆，在塔柱施工过程中和竣工后，均应进行摆动观测。

塔柱摆动观测的实质是通过观测塔身上的观测点相对于工作基点在不同时刻点位的水平位移，从中获取变形规律。

①、观测方法

塔身摆动采用水平角与天顶距同测法进行。

先在塔柱和纵横轴线上布置轴线控制点，测站点设在桥轴线上，选定后视点，要求后视点的X（或Y）坐标与测站点相同，即测站点和后视点的方向平行于X轴（或Y轴）。在塔身上选定一点P。首次基准观测，仪器安置在测站上，精确测定P点的天顶距及其与后视点之间的水平角β，在上述的安置下，β为一微小角度。这时，P点在平面上的两维坐标即可由P点的高度、天顶距和水平角而算得。如在塔柱上贴上可供测距的反射膜，以膜的中心作为测定的点位，则直接测定斜距D，即可算出该点的二维坐标分量。经过周期重复观测，即可获得该点的水平位移。

②、观测实施

在塔柱的两个侧面各设置观测点，全塔按三层分设，每层每侧设置三点，则每塔需设观测18点，下横梁以下安排一层，下横梁到上横梁安排两层，在观测距离较短的下部层次，观测点上可设置反射膜，观测反射膜，除了可得点位的坐标分量，还可得到点的高程、距离，作周期重复观测，即可获得各量的变化值，可提供更多有关点位的信息；但反射膜的使用受距离的限制，在不能采用反射膜的情况下，只能给点位作标志。摆动观测以2小时为周期作连续36小时的重复观测。为了掌握与研究日照、气温对塔柱变化的影响，观测时应测定：日照方向（仪器测出日照方位）、用点温计、气温计测定砼的表面温度与大气气温，同时要测定风速和风向为研究变形提供更多信息以便作进一步研究。

③、观测成果的收集和整理

每个周期观测均记录观测时间，算出各观测点的坐标分量和水平位移，与角度观测同时要进行温度、风速风向、日照方向等项观测并作记录。

根据观测结果，就每个观测点作出塔柱纵向、横向摆动过程线和温度变化过程线。求出各点摆动平衡位置及相应的时刻。

（4）、塔顶水平位移监测

在每个索塔顶设置2个水平位移监测点，监测点上安装加固、防晒的反光棱镜。塔顶监测点布置见图7.3-2。

图7.3-2 塔顶水平位移监测点位布置图

塔顶水平位移采用测角精度为±0.5秒，测距精度为±（1+1PPM×D）的精密全站仪进行观测，观测时，在控制点上采用强制观测墩安置全站仪，每个监测点观测两个测回，并进行温度和大气压改正。

7.4、塔柱施工中的其它测量保证

（1）、在施工过程中，要对仪器定期进行校正，保证所有使用的测量仪器在良好状态：

①、水准仪的i角校正。

②、经纬仪、全站仪三轴关系的检测校正。

③、钢尺的鉴定。

（2）、在施工过程中，定期、定人、定点对塔身基础进行放样，测设承台、系梁及塔座各点时均应采用正倒镜法进行放样，再取中值，以消除2C误差及横轴误差的影响。

（3）、定期对各观测墩上的控制点进行变形观测，发现问题，及时修正观测墩上控制点的平面位置，修正其高程值。

7.5、仪器设备与组织保证

（1）、仪器设备

徕卡TC2003全站仪（0.5″，1＋1）及其附件一套。

具有竖盘补偿器的J2经纬仪两台及相应附件。

S1精密水准仪一台，精密水准尺（铟瓦水准尺）一付及相应附件。

S2自动安平水准仪一台及相应标尺、塔尺等附件。

S3型水准仪一台及相应标尺、塔尺等附件。

鉴定过的钢尺（50m）、小钢卷尺、锤球、测伞等。

（2）、组织保证

总工负责制

测量工程师 2人

测工 6人

8、重点（关键）和难点工程的施工方案、方法

通过对泰州长江公路大桥悬索桥南塔C06标投标文件的仔细研究，结合我们在江阴长江大桥、润扬长江大桥、宿淮高速公路SH-HA9标京杭大运河特大桥、上海嘉金高速公路黄浦江大桥等工地的施工经验，我们认为本工程的关键工程为：钻孔灌注桩施工、塔柱施工、横梁施工。

8.1、灌注桩基础施工

8.1.1、概况

南索塔设计采用群桩基础，按摩擦桩设计。单桩直径为 2.8m，平均入土深度约104m。承台下顺桥向布设5排，每排8到10根桩，共46根，共4462延米。桩位布置见图8.1-1。

8.1.2、钻孔平台、工作平台搭设

钻孔平台、工作平台施工见“6.1.2、钻孔平台、工作平台施工”。

8.1.3、钻孔施工

由于工程区域水文气象条件恶劣，地质条件较差，桩基钻孔深度大，护筒内水头受潮位变化影响，钻孔过程中容易出现缩径、塌孔、糊钻和漏浆等现象，因此，在施工之前，应根据设计要求进行承载力试验与工艺试桩。同时，在施工过程中应注意做好如下工作：

图8.1-1 桩位布置图

（1）、为提高钻孔施工工效，钻孔泥浆采用不分散、低固相、高粘度的优质PHP泥浆。

（2）、通过工艺试桩确定不同地层的钻进参数，控制好钻进速度。

（3）、设置自动泥浆补偿装置，确保护筒内水头高于最高施工水位，并采取相应稳定护筒内水头的措施。

（4）、定时对孔内泥浆指标进行检测，保证孔内泥浆性能指标符合要求。

（5）、改进钻头，防止粘土层中的糊钻。

（6）、制订严密的防掉钻、防塌孔的技术保证和应急处理措施。

8.1.3.1、钻孔工艺流程

钻孔工艺流程图见图2.2-3。

8.1.3.2、钻机选型及配置数量

根据工期及施工需要，本工程钻孔桩施工拟配备大型钻机6台套,主要设备配备见表8.1-1。钻机的主要技术参数见表8.1-2。

表8.1-1 本工程拟投入的主要钻孔设备

表8.1-2 钻机的主要性能参数表

8.1.3.3、钻孔顺序

本工程钻孔桩共配置6台钻机，每承台布置3台钻机。根据现场情况考虑钻机移位等因素，总体钻孔顺序见图8.1-2。钻孔时，若相邻桩的混凝土尚未有强度则采取“隔桩跳钻”措施。

8.1.3.4、护筒沉设及护筒高程确定

根据地质勘测资料显示，南塔墩岩土层分布自上而下可概括为：上部全新统松散层类（第1～2大层，厚度38.2～41.0m）、上更新统粘性土和砂性土类（第3～6大层，厚度约60m）以及中更新统粉砂、砾砂及卵砾石层（第7～8大层，厚约50m），上部全新统松散层类土层多为淤泥质土、亚砂土、粉（细）砂，钻孔时易发生塌孔、缩颈现象。

图8.1-2 钻孔桩施工顺序

根据我公司在润扬长江公路大桥钻孔桩施工的经验（其上层覆盖层与本工程